內(nèi)生菌Scu.1對(duì)土壤中重金屬Cu的生物淋洗影響

謝 霞，熊甘霖，朱新偉，徐 單,2，李小聰,2，周 建,2，黃 興

(1.江西省核工業(yè)地質(zhì)局機(jī)械研究所，江西 南昌 330006；2.江西省核工業(yè)地質(zhì)局二六一大隊(duì)，江西 鷹潭 335000)

1 引言

土壤淋洗作為土壤修復(fù)技術(shù)中的一個(gè)重要修復(fù)技術(shù)，淋洗劑的選擇是關(guān)鍵。化學(xué)淋洗通過含有化學(xué)試劑的提取液將重金屬從土壤轉(zhuǎn)移到水溶液中，從而達(dá)到去除重金屬的目的，然而，化學(xué)淋洗也會(huì)對(duì)土壤帶來二次污染。生物淋洗作為一種環(huán)境友好型好淋洗劑[1]，逐漸成為國內(nèi)外土壤重金屬修復(fù)研究熱點(diǎn)。重金屬在土壤中以不同形態(tài)存在。Maiz法[2]把重金屬形態(tài)分為可交換態(tài)(移動(dòng)態(tài))、螯合態(tài)(可移動(dòng)態(tài))和殘?jiān)鼞B(tài)。可交換態(tài)(移動(dòng)態(tài))、螯合態(tài)(可移動(dòng)態(tài))更適合土壤淋洗技術(shù)[3]。植物對(duì)土壤中重金屬的吸收效果受到重金屬自身形態(tài)影響，超累積植物中內(nèi)生菌對(duì)重金屬具有強(qiáng)耐受性，Chen[4]等人從龍葵中分離出了耐重金屬Cd的LRE 07；Barzanti等人[5]研究了超累積植物百里香分離到具有表現(xiàn)出高遺傳多樣性和高抗性的貝氏桿菌。為了探究生物淋洗對(duì)土壤中重金屬的淋洗效果，降低化學(xué)淋洗對(duì)土壤的二次污染，本研究主要以超累積植物龍葵提取的內(nèi)生菌作為生物淋洗劑，以土液比作為變量，對(duì)土樣中Cu進(jìn)行多次淋洗，探究Scu.1作為生物淋洗劑對(duì)土樣中Cu淋洗性能研究，為生物淋洗修復(fù)技術(shù)提供理論依據(jù)。

2 實(shí)驗(yàn)材料

2.1 供試菌株

本實(shí)驗(yàn)從某冶煉廠周邊采集長勢(shì)良好的超累積植物龍葵研磨篩選提純后得到的一株菌種，經(jīng)基因測序鑒定該菌種為金黃色葡萄球菌亞種(Staphylococcus cohnii subsp. urealyticus)，并將其命名為Scu.1。

2.2 供試土樣

土樣取自某化工周圍土樣，經(jīng)風(fēng)干處理后備用。

2.3 實(shí)驗(yàn)方法

以Scu.1作為生物淋洗劑，將土樣滅菌處理，將土液比設(shè)置梯度為3∶1、3∶2、1∶1、2∶3、1∶2、1∶5、1∶10 。充分混勻于27～28 ℃下密封靜置12 h，烘干處理后用Maiz法逐次淋洗可交換態(tài)(移動(dòng)態(tài))、螯合態(tài)(可移動(dòng)態(tài))，烘干土樣無菌處理，重復(fù)上述操作淋洗，重復(fù)淋洗3次，后續(xù)殘余物經(jīng)微波消解法消解，得殘?jiān)鼞B(tài)。用AAS測定Cu2+濃度。

3 實(shí)驗(yàn)結(jié)果與分析

將Scu.1作為生物淋洗劑對(duì)土樣進(jìn)行生物淋洗3次，各土液比對(duì)土樣中Cu的形態(tài)影響如圖1所示。

圖1 土液比對(duì)土樣中可交換態(tài)Cu的影響

從圖1看出，第一次淋洗Scu.1對(duì)可交換態(tài)(移動(dòng)態(tài))Cu的提取隨著土液比降低而增長；第二次淋洗與第三次的淋洗的趨勢(shì)相一致，Scu.1對(duì)可交換態(tài)(移動(dòng)態(tài))Cu的淋洗總體呈現(xiàn)下降的趨勢(shì)。從圖2看出，三次淋洗中，螯合態(tài)(可移動(dòng)態(tài))Cu在第一次淋洗下含量最高，第三次淋洗下含量最低。因此，土液比的變化主要顯著作用第一次淋洗。

圖3顯示的是Scu.1在三次淋洗下土樣中Cu的總可交換態(tài)(移動(dòng)態(tài))、總螯合態(tài)(可移動(dòng)態(tài))以及總殘?jiān)鼞B(tài)含量。圖中顯示，土液比為1∶10時(shí)淋洗效果最好，可交換態(tài)(移動(dòng)態(tài))Cu含量最高。

圖4探究的是考慮成本因素后淋洗下的Cu最佳土液比。在圖3中顯示的分別是Scu.1在不同土液比下淋洗出可交換態(tài)Cu含量，和不同土液比下單份菌液淋洗出可交換態(tài)Cu含量，取兩者交叉點(diǎn)為最佳土液比7∶12。

圖2 土液比對(duì)土樣中螯合態(tài)Cu的影響

圖3 土液比對(duì)于土樣Cu的形態(tài)影響

4 結(jié)語

本研究設(shè)置了不同土液比來探究Scu.1作為生物淋洗劑作用于土樣下重金屬Cu形態(tài)的變化。結(jié)果顯示，隨著土液比的減少，Scu.1作為生物淋洗劑對(duì)可交換態(tài)Cu的淋洗效果逐漸提升，考慮到現(xiàn)實(shí)的成本因素，本研究認(rèn)為Scu.1淋洗土樣Cu最佳土液比為7∶12。

圖4 Cu的最佳土液比的探究